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Hintergrund der Erfindung und Anführung des
verwandten Stands der Technik
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Zylinderkopfdichtung, die zwischen
zwei Motorgliedern, wie zum Beispiel einem Zylinderkopf, einem Zylinderblock
und dergleichen, eines Motors zur Abdichtung angeordnet ist.
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Wenn
die Zylinderkopfdichtung zwischen einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock
(Zylinderkörper)
eines Kraftfahrzeugmotors (Verbrennungsmotors) angeordnet ist, wird
die Zylinderkopfdichtung durch Kopfschrauben festgezogen, um Fluide,
wie zum Beispiel Verbrennungsgas, Öl, Kühlwasser und dergleichen, abzudichten.
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In
jüngerer
Zeit ist man als Verfahren zur Gewichtsreduzierung eines Motors
auf die Verwendung einer Aluminiumlegierung als Motormaterial übergegangen,
und ein Motor wird dünner
ausgeführt,
was zu einer geringeren Steifigkeit des Motors führt. Demgemäß wird angesichts des Abdichtungszustands
einer jüngeren
Kopfdichtung für
einen Mehrzylindermotor tendenziell die Gefahr eines Versagens lokaler Verbrennungsgasleckage
erhöht.
Die Hauptfaktoren sind Erhöhungen
der lokal niedrigeren Steifigkeit eines Motors und eine unausgeglichene
Temperaturverteilung.
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Insbesondere
ist bei geringerer Steifigkeit des Motors die Festziehkraft begrenzt,
wenn die Dichtung festgezogen wird. Demgemäß neigt Dichtungsoberflächendruck
dazu, um eine Brennkammer (Zylinderbohrung) herum geringer zu werden.
Als Gegenmaßnahme
zu geringer werdendem Dichtungsoberflächendruck wird zur Verstärkung des Oberflächendrucks
der gesamte Oberflächendruck an
einem Dichtungsteil und um eine Brennkammer herum erhöht, und
das Wulstmaterial wird gegen ein Material mit Federwirkung ausgetauscht.
Des Weiteren wird gemeinhin ein eine Verstärkungsplatte als Unterlegscheibe
verwendendes Verfahren eingesetzt.
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Als
eine der Maßnahmen
wurde bei einer zur Verstärkung
des Oberflächendrucks
mit einem Dichtwulst um die Brennkammer herum versehenen Metalldichtung
eine Metalldichtung mit einem Schlitz zur Verringerung der Steifigkeit
des Dichtwulstes außerhalb
des Dichtwulstes um die Brennkammer herum, mit Ausnahme eines Raums
zwischen den benachbarten Brennkammern, versehen, um das Festziehvermögen zwischen
benachbarten Brennkammern zu verbessern (siehe zum Beispiel die
japanische Patentveröffentlichung
Nr. TOKKAI 2001-132843 ).
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Da
die Festziehkraft zwischen den Brennkammern durch die Steifigkeit
des Dichtwulstes um die Brennkammer herum, mit Ausnahme des Raums zwischen
den Brennkammern, ungenügend
ist, wird bei der Metalldichtung die Wulststeifigkeit des Dichtwulstes
teilweise durch den Schlitz eingestellt, um dadurch das Festziehvermögen zu verbessern.
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Andererseits
weist die Zylinderkopfdichtung Teile, die zur Abdichtung beitragen,
so zum Beispiel den Dichtwulst und dergleichen um die Brennkammer,
eine Wasseröffnung,
eine Fluidöffnung,
ein Schraubenloch und dergleichen herum, und die anderen Teile,
außer
dem oben beschriebenen Teil, auf. Die Festziehkräfte durch die Festziehschrauben
sind in erster Linie an dem zur Abdichtung beitragenden Teil angebracht,
aber auch an anderen Teilen. Die Oberflächendrücke sind an den anderen Teilen
niedrig, und Teile der Klemmkräfte
tragen nicht direkt zur Abdichtung bei, da die Abmessungen relativ
groß sind.
Somit besteht das Problem, dass die Klemmbelastung zur Abdichtung
nicht ausreichend zur Abdichtung verwendet werden kann.
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Des
Weiteren wird bei der geringeren Steifigkeit des Motors der Zylinderkopf
verformt und krümmt sich
in einem Mittelteil einer Verbindungsfläche für eine Tülle und einen Wulst der Brennkammeröffnung konkav
nach unten. Demgemäß besteht
das Problem einer Beeinträchtigung
des Dichtungsvermögens zwischen
den Verbindungsflächen.
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Zur
Lösung
des Problems ist eine Metalldichtung an beiden Enden in ihrer Längsrichtung
mit Vorsprüngen
versehen worden, die wärmebeständig, nicht
komprimierbar und nicht verformbar sind. Beim Festziehen der Festziehschrauben
wird ein Raum zwischen dem Zylinderkopf und dem Zylinderblock an
den beiden Enden in Längsrichtung
des Motors nicht schmal. Deshalb wird die Verbindungsfläche des
Zylinderkopfs am Längsmittelteil
nicht konkav nach unten verformt, wodurch ein Krümmen verhindert wird (siehe
zum Beispiel die
japanische
Veröffentlichung
Nr. TOKKAI H09-292027 ).
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Der
Vorsprung ist durch Siebdruck mit einem Fluidbeschichtungsmaterial,
wie zum Beispiel einem Epoxidharz oder dergleichen, und einer Füllung aus einer
harten Kunstharzschicht, wie zum Beispiel dem Epoxidharz, in einem
Innenraum eines integral in einer Metallplatte vorgesehenen Prägewulstes
ausgebildet. Deshalb besteht das Problem, dass das Gewicht des Vorsprungs
leicht erhöht
wird, wodurch der Epoxidharz-Beschichtungsprozess
aufwendiger wird.
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Die
vorliegende Erfindung stellt eine Lösung für die oben beschriebenen Probleme
bereit. Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung
einer Zylinderkopfdichtung, die mit einem Kerbteil zur Verringerung
des Oberflächendrucks
versehen ist, um dadurch den Oberflächendruck an dem Teil zu reduzieren, der
nicht direkt zum Dichtungsoberflächendruck
beiträgt.
Deshalb wird die Klemmlast des reduzierten Oberflächendrucks
für den
Dichtungsoberflächendruck
verwendet, um dadurch den Dichtungsoberflächendruck um die Brennkammer
herum zu erhöhen.
Demgemäß kann ein ausgezeichnetes
Dichtungsvermögen
erreicht werden.
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Weitere
Aufgaben und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung
der Erfindung hervor.
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Kurzdarstellung der Erfindung
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Zur
Lösung
der oben beschriebenen Aufgabe ist eine Zylinderkopfdichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung aus einer einzigen oder mehreren Metallplatten für einen
Mehrzylindermotor ausgebildet. Die Zylinderkopfdichtung ist in irgendeiner
Metallstrukturplatte der Zylinderkopfdichtung mit einem Kerbteil
zur Reduzierung eines an einem flachen Teil ohne Dichtwulst erzeugten
Oberflächendrucks
versehen, der die Steifigkeit des Dichtwulstes der Brennkammer nicht
beeinflusst.
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Gemäß der Struktur
ist ein Teil des flachen Teils in der Metallstrukturplatte, das
ohne Dichtwulst für
das Brennkammerloch vorgesehen ist, das heißt ein Teil mit geringem Oberflächendruck,
ausgeschnitten, um den Kerbteil zur Reduzierung des Oberflächendrucks
bereitzustellen. Deshalb wird nutzlose Klemmlast, die nicht zur
Abdichtung beiträgt,
einem Wulstteil zugeordnet, um dadurch das Dichtungsvermögen zu verbessern.
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Bei
der obigen Zylinderkopfdichtung ist eine Zylinderkopfdichtung, die
mit Schraubenlöchern
um die Brennkammer herum versehen ist, mit einem Kerbteil zur Reduzierung
von Oberflächendruck
ausgebildet. Der Kerbteil ist an einem Teil vorgesehen, der von
dem Schraubenloch und einem Rand der Zylinderkopfdichtung, an dem
keine Brennkammeröffnung
ausgebildet ist, umgeben ist.
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Als
Alternative dazu ist bei der obigen Zylinderkopfdichtung der Kerbteil
zur Reduzierung des Oberflächendrucks
so vorgesehen, dass er ein Eckteil des Schraubenlochs teilweise
umgibt, das sich an einer Ecke der Zylinderkopfdichtung befindet.
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Bei
der Bereitstellung des Kerbteils zur Reduzierung des Oberflächendrucks
um das Schraubenloch herum wird die Klemmlast am Wulst um das Schraubenloch
herum erhöht,
um dadurch insbesondere eine Durchbiegung des Kopfes und eine Verformung
der Bohrung zu vermindern. Demgemäß kann ein ausgezeichnetes
Dichtungsvermögen
an einer Zylinderbohrung erzielt werden.
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Des
Weiteren erscheint bei der obigen Zylinderkopfdichtung der Kerbteil
nicht an der Oberfläche zur
Beeinflussung einer Kontaktfläche
mit einem Motorglied, wenn eine aus mehr als drei Metallplatten gebildete
Zylinderkopfdichtung mit dem Kerbteil zur Reduzierung des Oberflächendrucks
in einer Zwischenmetallplatte versehen ist. Deshalb kann der Oberflächendruck
an dem zur Reduzierung des Oberflächendrucks mit dem Kerbteil
versehenen Teil reduziert werden.
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Gemäß der Metalldichtung
der vorliegenden Erfindung ist der Kerbteil zur Reduzierung des
Oberflächendrucks
an einem Teil des flachen Teils in der Metallbasisplatte vorgesehen,
das keinen Dichtwulst für
die Brennkammer aufweist. Demgemäß wird die nutzlose
Klemmlast, die nicht zur Abdichtung beiträgt, dem Wulstteil zugeordnet,
um dadurch das Dichtungsvermögen
zu verbessern.
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Darüber hinaus
wird durch Bereitstellung des Kerbteils zur Reduzierung des Oberflächendrucks um
das Schraubenloch herum insbesondere die Klemmlast am Wulst um das
Schraubenloch herum erhöht,
um dadurch ein Durchbiegen des Kopfs und eine Verformung der Bohrung
zu vermindern.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist
eine Draufsicht, die eine Metalldichtung einer ersten Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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2 ist
eine vergrößerte Schnittansicht entlang
der Linie 2-2 in 1;
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3 ist
eine Teildraufsicht, die eine Metalldichtung einer anderen Struktur
nach einer zweiten Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt; und
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4 ist
eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in 3.
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Ausführliche
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen.
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Als
Nächstes
werden Ausführungsformen
einer Zylinderkopfdichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen
erläutert.
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Die 1 bis 4 zeigen
schematisch veranschaulichende Zeichnungen, die zum leichten Verständnis eine
Struktur zeigen. Somit unterscheiden sich die Größen der Brennkammern, Schraubenlöcher und
Dichtwülste,
die Abmessungen der Kerbteile zur Reduzierung des Oberflächendrucks,
die Dicke der Metallbasisblatte und dergleichen von den tatsächlichen
Größen.
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Die
Zylinderkopfdichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung ist eine Metalldichtung, die zwischen Motorgliedern, wie
zum Beispiel einem Zylinderkopf und einem Zylinderblock (Zylinderkörper), eines
Motors angeordnet ist. Die Zylinderkopfdichtung dichtet Verbrennungsgas
mit hoher Temperatur und hohem Druck in der Brennkammer (Zylinderbohrung) und
Fluide, wie zum Beispiel Kühlwasser
und Öl,
das durch den Kühlwasserkanal
bzw. den Kühlölkanal fließt, ab.
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Die
Zylinderkopfdichtung ist aus einer einzigen oder mehreren Metallplatten
(Metallbasisplatten), die aus einer weichen Stahlplatte, einem rostfreien
geglühten
Material (Glühmaterial),
rostfreiem thermischen Frischmaterial (Federstahlplatte) und dergleichen
bestehen, hergestellt. Des Weiteren ist die Zylinderkopfdichtung
gemäß einer
Form des Motorglieds, wie zum Beispiel des Zylinderblocks oder dergleichen,
hergestellt und umfasst die Brennkammern, Fluidöffnungen zur Zirkulation des
Kühlwassers
und des Motoröls,
Kopfschraubenlöcher
zum Festziehen von Kopfschrauben und dergleichen.
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Ein
Zylinderkopfdichtung 1 einer in den 1 und 2 gezeigten
ersten Ausführungsform ist
eine mit drei Metallplatten 10, 20 und 30 laminierte Zylinderkopfdichtung
für einen
Mehrzylindermotor. Um die Brennkammeröffnungen 2 herum sind
Vollwülste 3 als
Dichtwülste
in der ersten Metallstrukturplatte 10 und der dritten Metallstrukturplatte 30 der drei
Metallstrukturplatten vorgesehen. Des Weiteren sind Schraubenlöcher 4 um
die Brennkammeröffnungen 2 herum
und Halbwülste 5 zum
Abdichten um jedes Schraubenloch 4 herum vorgesehen.
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Bei
der vorliegenden Erfindung sind in irgendwelche der Metallstrukturplatten 10, 20 und 30 (in
der Metallstrukturplatte 20 in 2) an einem
flachen Teil, außer
an den Dichtwülsten 3 und 5,
Kerbteile (Schlitze) 6 zur Reduzierung von Oberflächendruck
vorgesehen. Die Kerbteile 6 beeinflussen nicht die Steifigkeit
der Dichtwülste 3 der
Brennkammeröffnungen 2.
Bei der Struktur nach den 1 und 2 sind
die Kerbteile 6 an Teilen, die von dem Schraubenloch 4 und
einem Rand 1a (oder 1b) der Zylinderkopfdichtung 1 umgeben
sind, wo die Brennkammeröffnungen 2 nicht
angeordnet sind, das heißt
einem schraffierten Teil in 2, vorgesehen.
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Gemäß der Struktur
ist ein Teil des flachen Teils in der Metallbasisplatte 20,
der kein Dichtungsmittel, wie zum Beispiel die Dichtwülste 3 für die Brennkammeröffnungen 2 und
die Dichtwülste 5 für die Schraubenlöcher 4 und
dergleichen aufweist, ausgeschnitten, um die Kerbteile 6 bereitzustellen. Deshalb
wird eine nutzlose Klemmlast, die nicht zur Abdichtung beiträgt, den
Wulstteilen zugeordnet, um dadurch das Dichtungsvermögen zu verbessern.
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Bei
der Struktur von 2 ist der Kerbteil 6 zur
Reduzierung des Oberflächendrucks
in der Metallstrukturplatte 20 als eine Zwischenplatte
vorgesehen. Deshalb erscheint der Kerbteil 6 zur Reduzierung
des Oberflächendrucks
nicht an der Oberfläche der
Dichtung 1, so dass der Kerbteil das Motorglied nicht berührt, um
Kratzer durch den Eckteil des Kerbteils 6 zu verursachen.
Das heißt,
hinsichtlich der Flächenplatten 10 und 30,
die die Motorglieder berühren,
besteht keine Änderung
gegenüber
einer herkömmlichen
Zylinderkopfdichtung, sondern der Oberflächendruck kann an dem Teil
reduziert werden, an dem der Kerbteil 6 zur Reduzierung
des Oberflächendrucks
vorgesehen ist.
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Als
Nächstes
wird eine Zylinderkopfdichtung 1A einer zweiten Ausführungsform,
die in den 3 und 4 gezeigt
wird, erläutert.
Die Zylinderkopfdichtung 1A ist eine mit zwei Metallstrukturplatten 10A und 20A für einen
Mehrzylindermotor laminierte Zylinderkopfdichtung. Die Vollwülste 3 sind
als Dichtwülste
um die Brennkammeröffnungen 2 in
der Metallstrukturplatte 20A vorgesehen. Des Weiteren sind die
Schraubenlöcher 4 um
die Brennkammeröffnungen 2 herum
und die Halbwülste
um jedes Schraubenloch 4 herum vorgesehen.
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An
der Ecke der zweiten Metallstrukturplatte 20A der Zylinderkopfdichtung 1A ist
ein Kerbteil 6A zur Reduzierung des Oberflächendrucks
so vorgesehen, dass er ein Eckteil des Schraubenlochs 4,
as sich an einer Ecke der Zylinderkopfdichtung 1A befindet,
teilweise umgibt. Durch Bereitstellung des Kerbteils 6A zur
Reduzierung des Oberflächendrucks
um das Schraubenloch 4 herum wird insbesondere der Dichtungsoberflächendruck
an der Halbwulst 5 um das Schraubenloch 4 herum
vergrößert, wodurch
ein Durchbiegen des Kopfs und eine Verformung einer Bohrung vermindert
wird. Demgemäß kann ein
ausgezeichnetes Dichtungsvermögen
an der Brennkammeröffnung 2 erzielt
werden.
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Obgleich
die Erfindung unter Bezugnahme auf die besonderen Ausführungsformen
der Erfindung erläutert
worden ist, dient diese Erläuterung
nur der Veranschaulichung und wird nur durch die angehängten Ansprüche eingeschränkt.